DE4229061A1

DE4229061A1 - Verfahren und Vorrichtungen zur Rückgewinnung von Prozeßflüssigkeiten

Info

Publication number: DE4229061A1
Application number: DE4229061A
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl Ing Bier; Anton Killer
Original assignee: SEP TECH STUDIEN
Current assignee: SEP TECH STUDIEN
Priority date: 1992-09-01
Filing date: 1992-09-01
Publication date: 1994-03-03
Anticipated expiration: 2012-09-02
Also published as: DE4244823C2; DE4229061C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zur Rückgewinnung von wäßrigen Prozeßflüssigkeiten insbesondere von Galvanikanlagen, Anlagen zur stromlosen Metallabscheidung, Anlagen zur Herstellung von anodisch oder chemisch erzeugten Konversionsschichten, Beizbädern, Polierbädern, Raffinations-End elektrolyten, Ionenaustauscher-Regeneraten und Spülbädern.

Zur Herstellung von elektrolytisch (galvanisch) abgeschiedenen Metallschichten, stromlos (chemisch) abgeschiedenen Metallschichten sowie von anodisch und chemisch erzeugten Konversionsschichten durchläuft die zu behandelnde Ware eine Reihe von Behandlungs bädern, die wäßrige Prozeßflüssigkeiten enthalten. Allen diesen Verfahren gemeinsam ist eine Vorbehandlung zur Herstellung einer reinen Warenoberfläche. Die Vorbehandlung umfaßt in der Regel eine Entfettung und eine Beizung.

Nach der Beschichtung schließt sich häufig eine Nachbehandlung an, z. B. eine Passivierung, die Erzeugung einer Konversionsschicht oder eine Versiegelung. Zwischen den ver schiedenen Behandlungsstufen wird die Ware gespült, um eine Verschleppung der Prozeß flüssigkeiten in die nachfolgenden Behandlungsbäder zu vermeiden.

Der letzte Spülvorgang muß mit vollentsalztem Wasser (VE-Wasser) durchgeführt werden, um Flecken auf der Warenoberfläche nach der Trocknung zu vermeiden. Häufig wird auch der jeweils letzte Spülvorgang zwischen verschiedenen Behandlungstufen, insbesondere vor und nach den Beschichtungsbädern, mit VE-Wasser durchgeführt.

In den letzten Jahren wurden große Anstrengungen unternommen, um die Schadstoff frachten im Abwasser so gering wie möglich zu halten. Zu diesem Zweck wird von den Membrantrennverfahren vor allem die Umkehrosmose eingesetzt. Aus Abwasser kann durch Umkehrosmose ein Permeat gewonnen werden, das in vielen Fällen als Betriebswasser genutzt werden kann. Dadurch wird der Frischwasserbedarf gesenkt und die Abwasser menge reduziert. Aus dem Konzentrat können wertvolle Inhaltstoffe zurückgewonnen werden, oder es wird der Abwasseraufbereitung zugeführt.

Wegen des mit zunehmender Konzentration zunehmenden osmotischen Druckes steigen bei der Umkehrosmose mit zunehmender Konzentration der gelösten Stoffe die Kosten. Günstige Bedingungen für die Durchführung der Umkehrosmose liegen bei Konzentrationen von bis zu ca. 5.000 ppm an gelösten Feststoffen im zu behandelnden Rohwasser vor.

Bei galvanisch oder stromlos abgeschiedenen Metallschichten (vor allem Nickel, Kupfer, Silber, Zinn) liegen die Konzentrationen von Inhaltsstoffen in den zu behandelnden Prozeß flüssigkeiten weit höher.

Galvanikbäder zur Abscheidung metallischer Schichten enthalten mehr als 100 g gelöste Feststoffe pro Liter. Typische Werte liegen im Bereich von 200-300 g/l. Durch eine ausge feilte Spültechnik ist es gelungen, den Bedarf an Spülwasser stark zu reduzieren. Das hat andererseits dazu geführt, daß die Konzentrationen an gelösten Feststoffen im ersten, dem Galvanikbad nachgeschalteten Spülbad sehr hoch sind und bis zu ca. 50% der Konzentra tion im Galvanikbad betragen können. Für eine Behandlung von Spülwässern mit so hohen Konzentrationen an gelösten Feststoffen ist die Umkehrosmose nicht geeignet.

Bei der Umkehrosmose enthält das Permeat die gelösten Feststoffe in geringerer Konzentra tion als die zulaufende Lösung und das Konzentrat in höherer Konzentration. Das Permeat kann daher nicht als VE-Wasser genutzt werden. Zu diesem Zweck wird die Um kehrosmose mit einem Ionenaustauscher kombiniert, der regelmäßig regeneriert werden muß.

Für eine Rückführung des aus Spülwasser gewonnenen Konzentrats in das Galvanikbecken weist das Konzentrat bei einer Umkehrosmose in einer Stufe in der Regel eine zu geringe Konzentration auf; dazu ist eine mehrstufige (2 oder 3 Stufen) Umkehrosmose erforderlich.

Bei Destillationsverfahren hängen die Kosten kaum von der Konzentration an gelösten Fest stoffen ab. Hochkonzentrierte Lösungen können noch weiter aufkonzentriert werden, und das Destillat kann anstelle von VE-Wasser genutzt werden. Die üblichen Destillationsver fahren mit Wärmerückgewinnung, die mehrstufige Eindampfung und die Brüdenverdichtung sind apparativ aufwendig.

Um Korrosion zu verhindern, müssen teure Werkstoffe eingesetzt werden, wegen des großen Dampfraumes ist das Bauvolumen groß und Ablagerungen und Verkrustungen der Wärmetauscherflächen müssen verhindert oder regelmäßig entfernt werden.

Aus wirtschaftlichen Gründen sind Anlagen dieser Art erst ab einer minimalen Größen ordnung von ca. 500 l Destillat pro Stunde sinnvoll.

Die bei der Herstellung von galvanisch oder stromlos abgeschiedenen Metallschichten benötigten Mengen an VE-Wasser sind meist um mehr als eine Größenordnung kleiner. Bei Galvanikanlagen mit Galvanikbädern von 10 m³ Inhalt beträgt der Bedarf an VE-Wasser mit heutiger Spültechnik weniger als 50 l/h, und die mit der Ware aus dem Galvanikbad ausgeschleppte Elektrolytmenge ist deutlich geringer als der Bedarf an VE-Wasser.

Aufgabe der Erfindung ist es, wäßrige Prozeßflüssigkeiten insbesondere aus Galvanik anlagen, Anlagen zur stromlosen Abscheidung von Metallschichten sowie von anodisch und chemisch erzeugten Konversionsschichten, Beizbädern, Polierbädern, Raffinations-End elektrolyten, Ionenaustauscher-Regneraten und Spülbädern soweit aufzukonzentrieren, daß die Konzentrate wieder in den Prozeß zurückgeführt werden können, und daß das Destillat anstelle von VE-Wasser genutzt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Möglichkeit, bei Prozeßflüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mikro poröse Membranen einzusetzen, die nicht benetzt werden, ist insofern überraschend, weil diese Prozeßflüssigkeiten in der Regel Netzmittel enthalten, damit die zu behandelnde Warenoberfläche von der Prozeßflüssigkeit vollkommen benetzt wird.

Prozeßflüssigkeiten, die Netzmittel enthalten, neigen zur Schaumbildung, insbesondere wenn die Prozeßflüssigkeit durch Einblasen von Luft bewegt wird. Netzmittel werden als Bestandteil der Prozeßflüssigkeit mit der Ware ausgeschleppt und gelangen ins Abwasser. Eine Schaumbildung bei der Abwasseraufbereitung ist ebenfalls unerwünscht, da sich ausgefällte Schadstoffe im Schaum anreichern können. Aus diesen Gründen wurden Bäder entwickelt, die ohne Netzmittel auskommen.

So enthält z. B. das Nickelbad BN 105 000 der Firma BLASBERG zur galvanischen Nickel abscheidung keine Netzmittel. Für dieses Nickelbad können ebenso wie für Prozeßflüssig keiten ohne Netzmittel die bei der Entsalzung von Meerwasser getesteten und für geeignet befundenen Membrane aus PTFE, PVDF oder PP eingesetzt werden. In Frage kommen aber auch andere unpolare und beständige Kunststoffe insbesondere teil- oder vollfluorierte Kunststoffe.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß mit Membranen aus geeigneten Materialien nicht nur Spülwässer aus Spülstufen, die Bädern mit Prozeßflüssigkeiten, die Netzmittel enthalten, direkt nachgeschaltet sind, behandelt werden können sondern auch Prozeßflüssigkeiten mit Netzmitteln in den vorgeschriebenen Konzentrationen. So wird z. B. die PTFE-Membran der Firma GORE durch das Nickelbad Stratolux 710 der Firma SCHERING, das Netzmittel enthält, nicht benetzt. Bei der Behandlung von Prozeßflüssigkeiten mit Netzmitteln ist jedoch eine gesonderte Untersuchung zur Auswahl geeigneter Membranen erforderlich.

Das Destillationsverfahren mit nicht benetzbaren mikroporösen Membranen wird als Trans membrandestillation oder kurz als Membrandestillation bezeichnet. Die Membrandestillation zeichnet sich aus durch

- gute Trenneigenschaften,
- einfache Betriebsweise,
- niedriges Temperaturniveau und
- kostengünstigen und kompakten Aufbau von Kleinanlagen.

Die Vorteile der Erfindung liegen im Vergleich zu anderen Destillationsverfahren wie Brüdenverdichtung und mehrstufige Eindampfung im einfachen, kompakten Aufbau aus korrosionsbeständigen Kunststoffen und daher in der Eignung für kleine Anlagen kapazitäten.

Im Vergleich zur Umkehrosmose weist die Erfindung folgende Vorteile auf:

- die Möglichkeit, die Prozeßflüssigkeiten bis zur Sättigung aufzukonzentrieren und gleichzeitig sehr reines Wasser mit einer Leitfähigkeit von weniger als 10 µS herzustellen,
- niedriger Betriebsdruck,
- längere Standzeiten der Membranen,
- über lange Zeiten keine Verschlechterung der Trenneigenschaften,
- kein Scaling,
- kein Fouling,
- Unempfindlichkeit gegen Trockenlauf,
- keine chemische Vorbehandlung der Prozeßflüssigkeiten erforderlich.

Außerdem kann der größte Teil des Energiebedarfs durch Wärme bei geringem Temperatur niveau gedeckt werden, z. B. in günstigen Fällen durch Nutzung von Abwärme. Hoch wertige Energie, z. B. elektrische Energie, wird nur zur Förderung der verschiedenen Flüssigkeiten benötigt.

Das durch Membrandestillation erzeugte Destillat ist für Spülzwecke hervorragend geeignet, da es außer Wasser höchstens flüchtige Stoffe enthält, die wegen ihrer Flüchtig keit auf der gespülten Warenoberfläche nach dem Abtrocknen keine Flecken durch Ab lagerung gelöster Bestandteile verursachen können.

Das erzeugte Destillat kann ferner anstelle von VE-Wasser zum Neuansatz von Bädern verwendet werden. Selbst wenn die mikroporöse Membran an einer oder mehreren Stellen für die Prozeßflüssigkeit durchlässig geworden ist, so daß das Destillat mit Prozeßflüssig keit verunreinigt ist, kann dieses verunreinigte Destillat noch zum Neuansatz derjenigen Bäder eingesetzt werden, aus denen die mit der defekten Vorrichtung zur Membrandestilla tion behandelte Prozeßflüssigkeit stammt, da das verunreinigte Destillat keine den Neuan satz dieser Bäder störenden Fremdionen enthält.

Ein verbreitetes Verfahren zur Verlängerung der Standzeit von Bädern ist das Auskristalli sieren von störenden Abbauprodukten bei tieferen Temperaturen. Dazu wird aus den Bädern Prozeßflüssigkeit abgezogen und so stark gekühlt, daß ein Teil der störenden Ab bauprodukte auskristallisiert. Die auf diese Weise gereinigte Prozeßflüssigkeit wird in das Bad, aus dem sie entnommen wurde, zurückgeführt. Wichtige Beispiele für dieses Verfah ren sind das Entfernen von Soda, die als Na₂CO₃·10H₂O auskristallisiert wird, aus natronalkalischen Bädern, die vor allem zur galvanischen Verzinkung eingesetzt werden, und das Entfernen von Grünsalz, das als FeSO₄·7H₂O auskristallisiert wird, aus schwefel sauren Beizen. Von Nachteil ist bei diesem Verfahren, daß die maximal tolerierbare Konzentration von Soda im Elektrolyten oder von Eisensulfat im Beizbad weit unterhalb der Sättigungskonzentration liegt.

Die maximal zulässige Sodakonzentration im Zinkelektrolyten liegt bei etwa 60-80 g/l Na₂CO₃, das sind ca. 25% der Sättigungskonzentration im Elektrolyten. Bei höherer Soda konzentration wird die Qualität der abgeschiedenen Zinkschichten unzulässig beeinträchtigt.

Gleichartige Probleme liegen bei der galvanischen Abscheidung anderer Metalle, z. B. Kadmium, aus natronalkalischen Bädern vor. Selbst bei einer Kühlung auf Temperaturen knapp über 0°C mit Hilfe einer Kältemaschine kristallisiert nur ein Teil der im Zink elektrolyten enthaltenen Soda aus.

Wird dagegen durch eine Vorrichtung zur Membrandestillation die dem Bad entnommene wäßrige Prozeßlösung bis in den Bereich der Sättigung aufkonzentriert, so kann aus der aufkonzentrierten Prozeßflüssigkeit durch Kühlung ein weit größerer Anteil der störenden Inhaltsstoffe entfernt werden als aus der nicht aufkonzentrierten Prozeßflüssigkeit. Da die Membrandestillation bei höheren Temperaturen, z. B. bei Temperaturen der Prozeßflüssig keit von über 70°C durchgeführt werden kann, ist es möglich, die in der aufkonzentrierten Prozeßflüssigkeit enthaltene Soda bereits bei Kühlung mit Kühlwasser fast vollständig aus zukristallisieren; eine Kältemaschine wird für diesen Zweck nicht benötigt.

Ähnliche Probleme liegen bei schwefelsauren Beizen von Eisen und Stahl vor. Mit zu nehmender Beizdauer wächst die Konzentration von gelöstem FeSO₄. Mit steigender FeSO₄-Konzentrationen nimmt die Beizdauer zu und bei hohen FeSO₄-Konzentration können aufgrund der Ausschleppung der Beizlösung mit der Ware während des anschlie ßenden Spülvorganges schwerlösliche Ablagerungen gebildet werden, durch die die Metall abscheidung beeinträchtigt wird. Bei schwefelsauren Beizen liegt die Arbeitstemperatur meist im Bereich zwischen 50 und 60°C. Die Fe²⁺-Konzentration sollte einen Wert von 50-80 g/l möglichst nicht überschreiten. Die Sättigungskonzentration liegt bei den angege benen Arbeitstemperaturen um ein Mehrfaches höher. Auch bei einer Kühlung auf 0°C kann die Fe²⁺-Konzentration nur auf ca. 30 g/l reduziert werden. Etwa die Hälfte des gelösten FeSO₄ wird nicht auskristallisiert. Bei einer Aufkonzentrierung der schwefelsauren Beize bis in die Nähe der Sättigung durch Membrandestillation kann dagegen der größte Teil des FeSO₄ bereits bei Kühlung mit Grundwasser auskristallisiert werden. Eine Kühlung mit einem Kälteaggregat ist auch in diesem Fall nicht erforderlich.

Die Möglichkeit, ohne Kälteaggregat auszukommen, ist von besonderer Aktualität, da die bei Kältemaschinen kleiner Leistung ausschließlich eingesetzten Fluorchlorkohlenwasser stoffe wegen ihres Abbaupotentials auf die Ozonschicht in der Atmosphäre nicht mehr verwendet werden sollen.

Die Betriebstemperatur natronalkalischer Bäder liegt fast immer unterhalb von 35°C. Die Verdunstungsverluste dieser Bäder sind daher sehr klein und geringer als die mit der Ware ausgeschleppte Flüssigkeitsmenge. Dadurch nimmt die Konzentration der gelösten Inhalts stoffe laufend ab. Da zur Regeneration nur Flüssigkeit in Höhe der Verdunstungsverluste zugeführt werden kann, muß die Konzentration der für das Bad erforderlichen Chemikalien in der zum Ausgleich der Verdunstungsverluste verwendeten Lösung größer sein als im betriebsbereiten Bad. Unter diesen Bedingungen ist die durch die Membrandestillation bewirkte Aufkonzentration von besonderem Vorteil.

Das Verfahren der Membrandestillation ist besonders für die Behandlung kleiner Mengen geeignet. Die für die Vorbehandlung, die Erzeugung der Schicht und die Nachbehandlung eingesetzten Bäder können, falls eine Nachschärfung zur Regeneration allein nicht ausreicht, durch Membrandestillation mit Rückführung des Konzentrats, Nachschärfung und - falls erforderlich - durch Entfernung störender Abbauprodukte badweise regeneriert werden. Da auch die Regenerate etwa vorhandener Ionenaustauscher und die wegen Unbrauchbarkeit verworfenen wäßrigen Prozeßlösungen aufbereitet werden können, ist es in günstigen Fällen bei konsequenter Anwendung der Membrandestillation möglich, ohne eine betriebliche Abwasserbehandlungsanlage auszukommen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 die Rückgewinnung von Wertstoffen aus wäßrigen Prozeßflüssigkeiten und die Verwendung des Destillats zu Spülzwecken,

Fig. 2 die Rückgewinnung von Wertstoffen aus wäßrigen Prozeßflüssigkeiten einschließlich der Entfernung störender Abbauprodukte und der Verwendung des Destillats zu Spülzwecken,

Fig. 3 den prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung zur Membrandestillation ohne integrierte Wärmerückgewinnung,

Fig. 4 den prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung zur Membrandestillation mit integrierter Wärmerückgewinnung,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel des Aufbaus einer Vorrichtung zur Membrandestillation mit integrierter Wärmerückgewinnung und

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Aufbaus einer Vorrichtung zur Membran destillation mit integrierter Wärmerückgewinnung,

Fig. 7 eine Einzelheit der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung.

Vorrichtungen mit dem in Fig. 3 dargestellten Aufbau sind von Vorteil, wenn Abwärme als Wärmequelle zur Verfügung steht, und Vorrichtungen nach Fig. 4, 5 oder 6, wenn die zur Durchführung der Membrandestillation benötigte Wärme nicht im erforderlichen Umfang preiswert zur Verfügung steht.

In Fig. 1 ist das Verfahren zur Rückgewinnung von Wertstoffen und Wasser aus wäßrigen Prozeßflüssigkeiten dargestellt. Im Bad 1 wird eine Oberflächenbehandlung durchgeführt. Es kann sich dabei um eine galvanische oder stromlose Metallabscheidung handeln, oder auch um eine anodisch oder chemisch erzeugte Konversionsschicht. Das Bad 1 kann ferner ein Bad der Vorbehandlung, z. B. ein Entfettungs- oder Beizbad sein. In vielen Fällen, z. B. bei der galvanischen Abscheidung, benötigt die im Bad 1 durchgeführte Behandlung viel mehr Zeit als die übrigen Prozeßschritte. In diesen Fällen steht das Bad 1 stellvertretend für die in der Praxis meist anzutreffende Mehrzahl an gleichartigen Behandlungsbädern. Nach der in Bad 1 durchgeführten Behandlung wird die Ware gespült.

Um den Wasserbedarf so gering wie möglich zu halten, wird häufig eine Spülkaskade einge setzt. In Fig. 1 ist eine dreistufige Spülkaskade dargestellt, bestehend aus den Tauchbecken 2, 3 und 4 und den Sprüheinrichtungen 9, 10 und 11. Die in Bad 1 behandelte Ware wird entlang des mit 6 schematisch bezeichneten Weges in das Tauchbecken 2 befördert und mit der darin enthaltenen Flüssigkeit gespült. Beim Ausfahren der Ware aus dem Tauch becken 2, und nur dann, wird die Ware mit Flüssigkeit aus dem Tauchbecken 3 abgesprüht. Die versprühte Flüssigkeit gelangt über die Leitung 9 aus dem Tauchbecken 3 mit Hilfe einer in Fig. 1 nicht eingezeichneten Vorrichtung zur Erzeugung des zur Versprühung erforderlichen Druckes in das Tauchbecken 2.

Nach dem Ausfahren aus dem Spülbecken 2 wird die Ware entlang des mit 7 schematisch gekennzeichneten Weges in das Tauchbecken 3 transportiert und mit der in diesem Becken enthaltenen wäßrigen Flüssigkeit gespült. Beim Ausfahren aus dem Tauchbecken 3 wird die Ware mit Flüssigkeit aus dem Tauchbecken 4 abgespült. Die vom Tauchbecken 3 in das Tauchbecken 4 beförderte Ware wird beim Ausfahren aus dem Tauchbecken 4 mit Destillat, das in der Vorrichtung 5 zur Membrandestillation erzeugt und über die Leitung aus dem Destillatspeicher 16 zur Sprüheinrichtung 11 befördert wurde, besprüht. Falls kein Destillat zur Verfügung steht, kann diese Sprüheinrichtung über die Leitung 12 mit VE-Wasser beaufschlagt werden. Beim Ausfahren aus den Tauchbecken 2, 3 und 4 wird die an Gestellen hängende oder in Behältern, z. B. Galvanisiertrommeln enthaltene Ware gleich zeitig von vorn und von hinten abgesprüht. Dazu sind auf jeder Seite mehrere Sprüheinrich tungen erforderlich. In Fig. 1 ist stellvertretend für mehrere Sprüheinrichtungen jeweils nur eine Spüleinrichtung pro Tauchbecken dargestellt.

Weil die Ware nur abgesprüht wird, während sie aus den Tauchbecken 2, 3 oder 4 ausgefahren wird, ist der Bedarf an Destillat oder VE-Wasser sehr gering. Enthält das Behandlungsbad 1 oder die durch 1 symbolisierte Mehrzahl gleichartiger Behandlungsbäder z. B. 10 m³ wäßrige Prozeßflüssigkeit, so müssen nur ca. 10-20 l/h Destillat in der Vorrichtung 5 zur Membrandestillation erzeugt und der Sprüheinrichtung 11 über dem Tauchbecken 4 zugeführt werden. Die zugeführte Destillatmenge ist ungefähr 10 Mal so groß wie die Flüssigkeitsmenge, die mit der Ware aus dem Behandlungsbad 1 in das Tauchbecken 2 und von dort in die Tauchbecken 3 und 4 ausgeschleppt wird. Im eingefahrenen Zustand verhalten sich daher die Konzentrationen im Behandlungsbad 1 und den Tauchbecken 2, 3, und 4 wie 1 : 0,1 : 0,01 : 0,001.

Aus dem Tauchbecken 2 mit der höchsten Konzentration wird Spülflüssigkeit über die Leitung 13 der Vorrichtung zur Membrandestillation 5 zugeführt und in Destillat und Konzentrat aufgetrennt. Ein Teil des Konzentrates wird über die Leitung 14 dem Behand lungsbecken 1 wieder zugeführt, der Rest gelangt über den Bypass 15 wieder in die Vor richtung zur Membrandestillation 5.

Durch Regelung der Durchflüsse in der Leitung 14 und durch den Bypass 15 kann ohne Veränderung der Betriebsparameter der Vorrichtung zur Membrandestillation der gewünschte Destillatdurchfluß und gleichzeitig die gewünschte Konzentration und Durch flußmenge des über die Leitung 14 in das Behandlungsbad 1 zurückgeführten Konzentrats eingestellt werden.

Dem Tauchbecken 2 wird über die Leitung 13 mehr Flüssigkeit entnommen als dem Tauch becken 4 über die Destillatleitung zugeführt wird. Der fehlende Anteil und der Verlust durch Verdunstung aus den Tauchbecken 2, 3, und 4 kann als VE-Wasser über die Leitung 12 ergänzt werden.

Auch eine entsprechend hohe Zufuhr von Frischwasser in eines der Tauchbecken 2, 3 oder 4 ist möglich, aber in Fig. 1 nicht eingezeichnet. Durch Überläufe 17 sind die Tauchbecken 2, 3 und 4 miteinander verbunden.

Auch im Behandlungsbad 1 treten Verdunstungsverluste auf, deren Höhe in erster Linie von der Badtemperatur abhängt. Es ist daher nicht erforderlich, die Konzentration des Konzen trats aus der Vorrichtung zur Membrandestillation zur Rückführung in das Bad 1 bis auf den im Behandlungsbad 1 vorliegenden Wert zu erhöhen. In vielen Fällen werden zur Verlängerung der Standzeit der Prozeßflüssigkeit im Behandlungsbad 1 störende Abbau produkte, die während der Behandlung in unerwünschten Reaktionen entstehen, entfernt. Wird eine derartige Regeneration der Prozeßflüssigkeit im Bad 1 durchgeführt, so können andere Werte für Konzentration und Durchflußmenge für das über die Leitung 14 zurückzu führende Konzentrat sinnvoll sein.

Die Membrandestillation ermöglicht eine Aufkonzentrierung bis zur Sättigung bei nur geringfügig erhöhtem Energiebedarf, die gewünschten Konzentrationen können daher problemlos eingestellt werden.

Die in Fig. 1 dargestellte Verwendung des Destillats zu Spülzwecken und die Rückführung von Konzentrat in das Behandlungsbad 1 ist in vielen Anwendungsfällen besonders vorteil haft. Eine Nutzung des Destillats für andere Zwecke und eine andere Behandlung des Konzentrats zur Wertstoffrückgewinnung sind ebenfalls möglich.

In Fig. 2 ist das Verfahren zur Rückgewinnung von Wertstoffen und Wasser aus wäßrigen Prozeßflüssigkeiten einschließlich der Entfernung störender Abbauprodukte dargestellt. Im Bad 1 wird eine Oberflächenbehandlung durchgeführt. Es kann sich dabei um eine galva nische oder stromlose Metallabscheidung handeln oder auch um eine anodisch oder chemisch erzeugte Konversionsschicht.

Das Bad 1 kann ferner ein Bad der Vorbehandlung, z. B. ein Entfettungs- oder Beizbad sein. Wäßrige Prozeßflüssigkeit wird über ein Filter 18 aus dem Bad 1 in die Vorrichtung zur Membrandestillation 5 geführt. Das in dieser Vorrichtung erzeugte Destillat wird in den Sammelbehälter 16 geleitet. Ein Teil der in der Vorrichtung zur Membrandestillation 5 auf konzentrierten Flüssigkeit wird über den Bypass 15 wieder in diese Vorrichtung zurück geführt, der Rest wird in die Vorrichtung zur Abtrennung störender Abbauprodukte 19 geleitet. Die abgetrennten Abbauprodukte werden in den Sammelbehälter 35 gefördet. Die Abtrennung der störenden Abbauprodukte erfolgt in einer dem Stand der Technik ent sprechenden, zur Abtrennung der jeweiligen Abbauprodukte geeigneten Vorrichtung.

Zur Abtrennung von Soda aus natronalkalischen Bädern und zur Abtrennung von Grünsalz aus schwefelsauren Beizen eignen sich z. B. gekühlte Kristaller. In diesen beiden Fällen reicht wegen der Aufkonzentration durch die Membrandestillation, wenn diese bei höheren Temperaturen, z. B. bei einer Mindesttemperatur des Destillats von 50°C, durchgeführt wird, eine Kühlung mit Kühlwasser aus. Die in diesen Anwendungsfällen üblicherweise eingesetzte Kältemaschine wird nicht benötigt. Wenn die Löslichkeit der störenden Abbau produkte mit der Temperatur nicht so stark zunimmt wie es bei Soda und Grünsalz der Fall ist, ist eine effektive Abtrennung durch Kühlung allein nicht möglich. Durch Zugabe geeigneter Chemikalien können viele dieser störenden Abbauprodukte selektiv ausgefällt werden. In diesen Fällen enthält die Vorrichtung 19 Geräte zur Zugabe von Fällungshilfsmitteln und zum Abfiltern und Abpressen der gefällten Stoffe.

In den Fig. 3, 4, 5 und 6 ist die Vorrichtung 5 zur Membrandestillation näher beschrieben.

Bei der Realisierung der Vorrichtung 5 zur Membrandestillation kann auf Erfahrungen zurückgegriffen werden, die an Geräten zur Entsalzung von Meerwasser durch Membrandestillation gewonnen werden.

Fig. 3 zeigt schematisch den Aufbau einer Vorrichtung zur Membrandestillation ohne Wärmerückgewinnung. Die aufzukonzentrierende Prozeßflüssigkeit 21 ist vom Destillat 22 durch die nicht benetzbare mikroporöse Membran 20 getrennt. Die Prozeßflüssigkeit 21 wird mit der Pumpe 24 umgewälzt und in der Heizvorrichtung 25 auf die gewünschte Temperatur erwärmt. Das Destillat 22 wird mit der Pumpe 27 umgewälzt und in der Kühleinrichtung 26 auf die gewünschte Temperatur gekühlt. Wasser und andere, eventuell in der Prozeßflüssigkeit 21 enthaltene, flüchtige Stoffe treten entsprechend ihrem Dampfdruck gasförmig durch die Mikroporen der Membran und kondensieren im Destillat 22. Das erzeugte Destillat wird über die Leitung 28 abgeführt und die entsprechende Menge Prozeßflüssigkeit wird über die Leitung 23 ergänzt.

Der in Fig. 3 dargestellte Aufbau ist von Vorteil, wenn als Wärmequelle Abwärme und als Kältequelle Kühlwasser im erforderlichen Umfang preisgünstig zur Verfügung stehen. Unter günstigen Bedingungen können zwischen Prozeßflüssigkeit und Destillat große Temperaturunterschiede von z. B. 50 K realisiert und damit hohe, auf die Membranfläche bezogene Destillatleistungen erreicht werden.

Wenn Kühlwasser nicht oder nicht in ausreichendem Umfang zur Verfügung steht, ist es günstiger, einen Teil der Verdampfungswärme zurückzugewinnen und geringere spezifische Destillatleistungen in Kauf zu nehmen.

Es ist möglich, die Wärmerückgewinnung innerhalb der Vorrichtung zur Membrandestil lation durchzuführen. Auf diese Weise kann ein externer Wärmetauscher aus teuren korrosionsfesten Werkstoffen eingespart werden.

Das Prinzip einer Vorrichtung zur Membrandestillation mit innerem Wärmetausch ist in Fig. 4 dargestellt. Bei 30 tritt die Prozeßflüssigkeit in die Vorrichtung zur Membrandestillation ein und erwärmt sich auf dem Weg zur Heizeinrichtung 25 kontinuierlich durch Aufnahme der Kondensationswärme des im Destillatkanal gebildeten Destillats 22. Auf dem Weg vom Eintritt 30 zur Heizeinrichtung 25 ist die Prozeßflüssigkeit 21 durch eine flüssigkeits- und gasdichte Folie 29 vom Destillatkanal getrennt. Nach einer Erwärmung in der Heizein richtung 25 wird die erwärmte Prozeßflüssigkeit im Gegenstrom zur zulaufenden Prozeß flüssigkeit zum Konzentrataustritt 31 geführt. Die ablaufende Prozeßflüssigkeit ist auf dem Weg zwischen der Heizeinrichtung 25 und dem Austritt 31 vom Destillatkanal durch eine mikroporöse, nicht benetzbare Membran getrennt. Entsprechend ihrem Dampfdruck verdampfen Wasser und andere eventuell in der Prozeßflüssigkeit vorhandene flüchtige Stoffe und kondensieren an der Folie 29 oder im durch die zulaufende Prozeßflüssigkeit gekühlten Destillat.

Die zur Verdampfung erforderliche Wärme wird der ablaufenden Prozeßflüssigkeit entzogen, die sich daher auf dem Weg von der Heizeinrichtung 25 zum Austritt 31 kontinu ierlich abkühlt. Das gebildete Destillat wird bei 32 abgezogen. Je geringer die Temperatur anhebung in der Heizeinrichtung 25 ist, und je größer die Temperaturdifferenz zwischen dem Eintritt der Prozeßflüssigkeit und der Temperatur in der Heizeinrichtung ist, desto geringer wird der spezifische Energiebedarf zur Destillaterzeugung.

Durch die in der Fig. 5 dargestellte spiralförmige Aufwicklung ist eine sehr kompakte Bau weise der Vorrichtung zur Membrandestillation möglich. Die zu behandelnde Prozeß flüssigkeit tritt bei 30 in die Vorrichtung zur Membrandestillation ein und gelangt in einen Strömungskanal, der beidseitig von einer flüssigkeits- und gasdichten Folie 29 begrenzt ist, auf einer Spirale zum Austritt 33 und von dort in die in Fig. 3 dargestellte Heizeinrichtung 25. Die in der Heizeinrichtung erwärmte Prozeßflüssigkeit tritt bei 34 wieder in die Vorrich tung zur Membrandestillation ein und gelangt in einen Strömungskanal, der beidseitig von einer nicht benetzbaren mikroporösen Membran 20 begrenzt ist, auf einer Spirale zum Austritt 31. Das gebildete Destillat wird bei 32 entnommen.

Vorrichtungen zur Durchführung der Membrandestillation wurden vor allem zur Ge winnung von Trinkwasser aus Meerwasser oder salzhaltigem Grundwasser entwickelt. Aus der US-PS 3340186 ist bekannt, einzelne Einheiten zur Membrandestillation in einem Plattenstapel zusammen zu fassen oder die Kanäle für das warme, salzhaltige Wasser und für das kühlere Destillat spiralförmig zu einem Zylinder aufzuwickeln. In der DE- PS 31 40 614 ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Membrandestillation in Form eines Platten stapels angegeben.

Aus der US-PS 4545862 und der DE-PS 38 24 839 ist ebenfalls eine spiralig zu einem Zylinder aufgewickelte Vorrichtung zur Membrandestillation bekannt, in der eine Wärme rückgewinnung, wie in Fig. 4 dargestellt, ohne externen Wärmetauscher möglich ist.

Aus dem Artikel "Membrandestillation" von K. Schneider und K.J. van Gassel in der Zeit schrift Chemie-Ingenieur-Technik Band 56, Jahrgang 1984, Heft 7, Seiten 514 bis 521 ist ferner bekannt, zur Membrandestillation nicht Flachmembranen sondern Kapillarmembranen zu verwenden.

Die für die Trinkwassergewinnung aus Meerwasser bekannten Bauarten von Vorrichtungen zur Membrandestillation können auch zur Wertstoffrückgewinnung aus wäßrigen Prozeß flüssigkeiten verwendet werden. Aufgrund des anderen Anwendungsbereiches und anderer Betriebsbedingungen ergeben sich andere Anforderungen an die verwendeten Werkstoffe. Aus Gründen der Korrosionsfestigkeit ist es z. B. vorteilhaft, für die Kondensationsfolie 29 einen korrosionsfesten Kunststoff z. B. einen voll- oder teilfluorierten Kunststoff wie PVDF zu verwenden und keine metallische Folie, obwohl Metallfolien wegen der größeren Wärmeleitfähigkeit von Vorteil wären.

Die bekannten Vorrichtungen zur Membrandestillation können jedoch nur eingesetzt werden, wenn Temperaturen von ca. 70 bis höchstens 80°C in der Vorrichtung zur Membrandestillation nirgends überschritten werden. Die bekannten Vorrichtungen enthalten nämlich verklebte bzw. mit Kunstharz vergossene Stellen. Die Herstellung einer dauerhaften Verbindung zwischen den nicht benetzbaren Kunststoffen PP, PVDF und insbesondere PTFE mit der Vergußmasse ist besonders schwierig und nur nach einer geeigneten, die Oberfläche dieser Kunststoffe aktivierenden Vorbehandlung möglich. Mit zunehmender Temperatur wächst die Gefahr eine Schädigung der Verbindung zwischen Vergußmasse und den eingegossenen Kunststoffen aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungs koeffizienten, so daß die zu behandelnde Flüssigkeit entlang evtl. entstehender Material ablösungen in den Destillatkanal übertreten kann.

Bei der Entsalzung von Meerwasser ist die in der Heizeinrichtung erzeugte Temperatur auf ca. 70°C begrenzt, da andernfalls die Gefahr besteht, daß sich ausgefällte Stoffe, z. B. Gips oder Kalk in der Entsalzungsvorrichtung und besonders auf der Membran ablagern.

Bei den erfindungsrelevanten wäßrigen Prozeßflüssigkeiten ist diese Gefahr nicht gegeben, z. B. werden Galvanikbäder meist mit destilliertem Wasser oder VE-Wasser angesetzt, es sei denn, es steht extrem weiches Grundwasser zur Verfügung.

Eine Durchführung der Membrandestillation bei höheren Temperaturen ist von Vorteil. Mit zunehmender Temperatur steigt nämlich der Dampfdruck immer schneller an. Eine vorge gebene Temperaturdifferenz zwischen zu behandelnder Prozeßflüssigkeit auf der einen Seite der nicht benetzbaren mikroporösen Membran und dem Destillat auf der anderen Seite führt daher bei höheren Temperaturen zu einem größeren Dampfdruckunterschied und damit zu einer höheren Destillatleistung als bei tieferen Temperaturen. Bei höheren Temperaturen ist ferner der Anteil an nicht kondensierbaren Gasen in den Mikroporen der Membran 20 geringer. Dadurch wird die Trennleistung der Membran ebenfalls verbessert, da der Anteil der Wärmeverluste durch Wärmeleitung über die Membran zurückgeht. In Membran destillationsvorrichtungen mit innerer Wärmerückgewinnung, wie in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellt, führt ein Betrieb bei höheren Temperaturen außerdem zu einer Vergrößerung des Anteils der zurückgewonnenen Wärme. Das Verhältnis der in der Heizvorrichtung 25 zugeführten Wärme zu der zurückgewonnenen Wärme entspricht nämlich dem Verhältnis zwischen der in der Heizeinrichtung vorgenommenen Temperaturerhöhung der Prozeß flüssigkeit zu der Temperaturerhöhung zwischen dem Eintritt 30 der Prozeßflüssigkeit in die Vorrichtung zur Membrandestillation und dem Eintritt in die Heizeinrichtung 25.

Der Dampfdruck von Wasser beträgt bei 70°C ca. 300 mbar und bei 95°C ca. 850 mbar.

Eine Aufheizung der wäßrigen Prozeßflüssigkeit in der Heizeinrichtung 25 auf 95°C an stelle von 70°C hat daher eine erheblich höhere Destillatleistung zur Folge. Bei Auswahl geeigneter Materialien und einer druckfesten Ausführung der Vorrichtung zur Membran destillation kann die Prozeßflüssigkeit in der Heizeinrichtung bis auf 120°C oder sogar bis 130°C aufgeheizt werden. Bei 120°C beträgt der Wasserdampfdruck fast 2 bar.

Wenn in der Vorrichtung zur Membrandestillation höhere Temperaturen als ca. 90°C auf treten können, sollte die Vorrichtung zur Membrandestillation nur aus temperaturbe ständigen und korrosionsfesten Kunststoffen z. B. teil- oder vollhalogenierten Kunststoffen wie PVDF oder PTFE aufgebaut sein; das häufig als Stützgewebe (backing) für die mikro poröse Membran und als Leitungsmaterial eingesetzte PP sollte durch einen dieser Kunst stoffe ersetzt werden.

Mit der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung kann eine Membrandestillation bei hohen Temperatur über 80°C durchgeführt werden, wenn diese Vorrichtung nur aus für diese Temperaturen geeigneten Kunststoffen aufgebaut ist und wenn die Folien und die mikro porösen Membranen zur Bildung der Kanäle 21 für die kalte und warme Prozeßflüssigkeit an den Stirnseiten verschweißt sind. Beim Verschweißen des durch die mikroporösen Membranen gebildeten Kanals ist es von Vorteil, wenn die mikroporöse Membran und ihr Stützgewebe aus dem gleichen Material bestehen. Zum Abschluß der Kanäle für das Destil lat 22 kann die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung an den Stirnseiten vergossen werden. Selbst wenn die Verbindung zwischen dieser Vergußmasse und den Folien 29 oder der mikroporösen Membran 20 aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnung nicht von Dauer sein sollte, kann keine Prozeßflüssigkeit ins Destillat gelangen.

Soll die Membrandestillation bei Temperaturen durchgeführt werden, bei denen der Dampf druck der aufzukonzentrierenden Prozeßflüssigkeit größer ist als der Atmosphärendruck, dann muß die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung druckfest ausgeführt sein, und das Destillat 22 sollte ungefähr unter demselben Druck stehen wie die Prozeßflüssigkeit 21, so daß die Druckdifferenz auf beiden Seiten der mikroporösen Membran 20 an keiner Stelle einen vorgegebenen Grenzwert von z. B. 50 kPa übersteigt.

In der Fig. 6 ist eine für die Durchführung der Membrandestillation bei hohen Temperaturen besonders geeignete Vorrichtung dargestellt. Es handelt sich wie bei der Fig. 5 um eine Vorrichtung mit integrierter Wärmerückgewinnung. Es werden anstelle der in der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung verwendeten Flachmembranen Schläuche verwendet, die spiralig aufgewickelt sind. Die zu behandelnde wäßrige Prozeßflüssigkeit tritt bei 30 in die Vorrich tung zur Membrandestillation ein und wird auf mehrere Schläuche mit dünnen, flüssigkeits- und gasundurchlässigen Wänden 29 verteilt. Durch diese Schläuche strömt die wäßrige Prozeßflüssigkeit unter Wärmeaufnahme aus dem kondensierenden Destillat auf Spiralen nach innen und nach oben. Am oberen Austritt aus der Vorrichtung wird die wäßrige Prozeßflüssigkeit in einer gemeinsamen Leitung gesammelt und in einer Heizvorrichtung 25 weiter erwärmt. Nach dieser Erwärmung wird die wäßrige Prozeßflüssigkeit im Innern der Vorrichtung zur Membrandestillation auf mehrere Schläuche mit flüssigkeitsdichten aber gasdurchlässigen mikroporösen Wänden 20 verteilt. Durch diese Schläuche fließt die wäßrige Prozeßflüssigkeit unter Abkühlung aufgrund der Verdampfung eines Teiles der Prozeßflüssigkeit spiralig nach unten und außen und verläßt bei 31 über eine Sammelleitung die Vorrichtung zur Membrandestillation. Zwischen den Schläuchen mit den gasdurch lässigen Wänden 20 und den Schläuchen mit den gas- und flüssigkeitsdichten Wänden kondensiert das gebildete Destillat, das bei 32 abgezogen werden kann. Für einen Betrieb bei hohen Temperaturen ist die in Fig. 6 dargestellte Vorrichtung besonders geeignet, da wegen der Verwendung von Schläuchen innerhalb der Vorrichtung zur Membrandestillation kein Verkleben, Verschweißen oder Vergießen erforderlich ist. Es sind nur Verbindungen der 4 Sammelleitungen mit den parallel geschalteten Schläuchen erforderlich. Diese Ver bindungen können von außen zugänglich ausgeführt werden, so daß an diesen kritischen Stellen eventuell auftretende Schäden repariert werden können. Bei Vorrichtungen mit dem in Fig. 5 dargestellten Aufbau ist dagegen ein entsprechender Schaden irreparabel.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß bei einem Defekt eines Schlauches im Innern der Vorrichtung zur Membrandestillation der defekte Schlauch von außen abgeklemmt oder verschlossen werden kann. In einem solchen Fall wird die Destillatleistung entsprechend reduziert, die Vorrichtung ist aber nicht vollständig unbrauchbar. Bei einer Vorrichtung nach Fig. 5 ist eine Unterteilung der Kanäle für die Prozeßflüssigkeit oder das Destillat, um bei einem Defekt den entsprechenden Teilkanal stillegen zu können, ebenfalls möglich, erfordert aber einen größeren Aufwand.

Bei Vorrichtungen mit dem in Fig. 5 dargestellten Aufbau nimmt die Temperatur von außen nach innen zu, bei Vorrichtungen mit dem in Fig. 6 dargestellten Aufbau dagegen von unten nach oben. Schwerkraft und konstruktionsbedingter Temperaturgradient sind bei den in Fig. 6 dargestellten Vorrichtungen parallel; das ist für eine möglichst vollständige Wärme rückgewinnung günstiger als bei dem in Fig. 5 dargestellten Aufbau.

Das im Zwischenraum zwischen den Schläuchen kondensierende Destillat wird unten an der kältesten Stelle abgeleitet und verläßt bei 32 die in Fig. 6 dargestellte Vorrichtung.

Der innerste Schlauch ist auf einen Kegelstumpf 36 mit einer Rampe 37 aufgewickelt, die in gleichmäßiger Steigung an der Außenseite des Kegelstumpfes herum geführt ist. Breite und Ganghöhe der Rampe 37 entsprechen dem Außendurchmesser der verwendeten Schläuche. Zur Verdeutlichung ist in Fig. 7 eine Aufsicht auf die Rampe dargestellt. Zur Verbesserung des Wärmetransportes ist es von Vorteil, die Rampe nicht aus Vollmaterial sondern z. B. als Gitter oder leiterartig, wie in Fig. 7 dargestellt, auszubilden. Durch diese Wicklung wird gewährleistet, daß jeder Membranschlauch mit der aufzukonzentrierenden Prozeßlösung im Innern der Vorrichtung zur Membrandestillation, wie in Fig. 6 dargestellt, von 4 Folienschläuchen umgeben ist und umgekehrt jeder Folienschlauch von 4 Membranschläuchen.

Die in Fig. 6 dargestellten Schläuche können bei größeren Durchmessern zusammengedrückt werden. Wenn diese Gefahr besteht, können die Schläuche über eine Kunststoffspirale oder eine ähnliche Vorrichtung extrudiert werden, durch die der kreisförmige Schlauchquerschnitt über die volle Schlauchlänge gewährleistet wird. Durch eine solche Spirale wird auch der Wärmeübergang auf die Schlauchwand verbessert. Bei Schläuchen mit kleinem Durchmesser ist dies nicht erforderlich.

Es ist möglich, die Schläuche dichter als in Fig. 6 dargestellt aufzuwickeln, z. B. so, daß die Mittelpunkte der Schlauchquerschnitte der verschiedenen Schichten nicht wie in Fig. 6 dargestellt übereinanderliegen sondern von Schicht zu Schicht um den Schlauchradius versetzt sind. Breite und Ganghöhe der Rampe sind dazu entsprechend zu verkleinern.

Sollte bei Verwendung von Schläuchen mit kleinem Durchmesser der Destillatfluß unzulässig behindert sein, dann ist auch eine weniger dichte Aufwicklung der Schläuche mit zusätzlichen in Fig. 6 nicht dargestellten Hilfseinrichtungen problemlos realisierbar.

Wenn auf eine interne Wärmerückgewinnung kein Wert gelegt wird, kann mit Schläuchen auch eine Vorrichtung zur Membrandestillation nach dem in Fig. 3 dargestellten Schema realisiert werden. Eine Aufwicklung der Schläuche auf einen Kegelstumpf mit Rampen, wie in Fig. 6 dargestellt, ist in diesem Fall nicht erforderlich; es genügt, die Schläuche mit Wänden aus der mikroporösen Membran auf einen Zylindermantel aufzuwickeln. Es ist in diesem Fall auch möglich, das Destillat durch die Schläuche zu leiten und die aufzukonzentrierende Prozeßflüssigkeit durch den Außenraum um den Schläuche zu führen.

Bei den Fig. 5 und 6 handelt es sich um schematische Darstellungen. Die Anzahl der Windungen der in Fig. 5 dargestellten Spirale und die Anzahl der in Fig. 6 dargestellten parallel geschalteten Schläuche dienen nur als Beispiel. Ihre konkrete Anzahl hängt ab von den vorgesehenen Betriebsparametern, dem Grad der angestrebten Wärmerückgewinnung, dem Schlauchdurchmesser und den Preisen für Flachmembranen und Schläuche.

Bei den in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellten Vorrichtungen zur Membrandestillation mit integrierter Wärmerückgewinnung kann in den Kanälen 21 eine turbulente Strömung und damit ein guter Wärmeübergang auf die Folie oder Schlauchwand 29 bzw. die mikroporöse Membran 20 realisiert werden. Im Destillatraum herrscht dagegen nur eine geringe Strömung und damit ein schlechter Wärmeübergang zur Membran 20. Da durch das Stützgewebe (backing) der mikroporösen Membran eine Flüssigkeitsschicht entsprechender Dicke immobilisiert wird, ist es günstiger die mikroporöse Membran so einzubauen, daß das Stützgewebe dem Destillatraum zugewandt ist als umgekehrt. Die Anordnung ist auch dann von Vorteil, wenn auf der Destillatseite ein geringerer Druck herrscht als in den Kanälen mit der aufzukonzentrierenden Prozeßflüssigkeit oder, wenn in den Kanälen mit der aufzukonzentrierenden Prozeßflüssigkeit Druckstöße nicht völlig unterbunden werden können.

Claims

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Wertstoffen und Wasser aus wäßrigen Prozeß flüssigkeiten insbesondere von Galvanikanlagen, Anlagen zur stromlosen Metallab scheidung, Anlagen zur Herstellung von anodisch oder chemisch erzeugten Konver sionsschichten, Beizbädern, Polierbädern, Raffinations-Endelekrolyten, Ionenaus tauscher-Regeneraten und Spülbädern, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Prozeßflüssigkeit in Kontakt mit einer flüssigkeitsdichten aber dampf durchlässigen Membran mit Mikroporen gebracht wird, die von der Prozeßflüssigkeit nicht benetzt wird, daß Wasserdampf und andere in der zu behandelnden Prozeß flüssigkeit eventuell vorhandene flüchtige Stoffe als Gase durch die Mikroporen auf die andere Seite der Membran gelangen und bei niedrigerer Temperatur kondensiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte Destillat anstelle von VE-Wasser für Spülzwecke genutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte Destillat für Neuansätze von Bädern verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülwasser aus der einem Behandlungsbad direkt nachgeschalteten Spülstufe aufkonzentriert und daß das Konzentrat in das besagte Behandlungsbad geführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Prozeßflüssigkeit aus einem Bad entnommen, aufkonzentriert und daß das Konzentrat nach Entfernung störender Inhaltsstoffe in das Bad zurückgeführt wird, aus dem die Prozeßflüssigkeit entnommen wurde.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Prozeßflüssigkeit aus natronalkalischen Bädern, insbesondere natronalkalischen Bädern zur galvanischen Verzinkung, aufkonzentriert wird, daß ein Teil der im Konzentrat erhaltenen Soda durch Kühlung auskristallisiert wird und daß das Konzentrat nach der Auskristalli sierung und Abtrennung der Kristalle in das natronalkalische Bad zurückgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Prozeßflüssigkeit aus schwefelsauren Beizbädern zur Beizung von Eisen- oder Stahlteilen aufkonzentriert wird, daß ein Teil des im Konzentrat enthaltenen Grünsalzes durch Kühlung aus kristallisiert wird und daß das Konzentrat nach der Auskristallisierung in das schwefelsaure Beizbad zurückgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unbrauchbar gewordene Beschichtungsbäder aufkonzentriert werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde wäßrige Prozeßflüssigkeit mit einer Temperatur von mindestens 80°C in die Vor richtung zur Membrandestillation eintritt.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem an den beiden Stirnflächen abgedichteten Spiralwickel ohne interne Wärmerückgewinnung, dadurch gekennzeichnet, daß die mikroporösen Membrane (20) zusammen mit dem Stützgewebe an den Stirnflächen, am Eintritt (34) und am Austritt (31) derart ver schweißt sind, daß ein spiralig aufgewickelter und bis auf den Eintritt (34) und den Austritt (31) abgeschlossener Kanal (21) für die zu behandelnde erwärmte Prozeßflüs sigkeit gebildet wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem an den beiden Stirnflächen abgedichteten Spiralwickel mit interner Wärmerückgewinnung, dadurch gekennzeichnet, daß die mikroporöse Membrane (20) zusammen mit dem Stützgewebe an den Stirnflächen, am Eintritt (34) und am Austritt (31) derart verschweißt sind, daß ein spiralig aufgewickelter und bis auf den Eintritt (34) und den Austritt (31) abgeschlossener Kanal (21) für die zu behandelnde erwärmte Prozeßflüs sigkeit gebildet wird und daß die Folien (29) an den Stirnflächen, am Eintritt (30) und am Austritt (33) derart verschweißt sind, daß ein spiralig aufgewickelter und bis auf den Eintritt (30) und den Austritt (33) abgeschlossener Kanal (21) für die zu erwärmende Prozeßflüssigkeit gebildet wird.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ohne interne Wärmerückgewinnung, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Kanäle (21) für die aufzukonzentrierende Prozeßflüssigkeit oder die Kanäle (22) für das Destillat durch Schläuche mit vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt gebildet werden, deren Wände aus der mikroporösen Membran (20) bestehen.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit interner Wärme rückgewinnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle für die aufzukon zentrierende erwärmte Prozeßflüssigkeit durch Schläuche mit vorzugsweise kreis förmigem Querschnitt gebildet werden, deren Wände aus der mikroporösen Membran (20) bestehen, und daß die Kanäle für die zu erwärmende Prozeßflüssigkeit durch Schläuche mit vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt gebildet werden, deren Wände aus flüssigkeits- und gasdichten Folien bestehen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche derart angeordnet sind, daß die einem Membranschlauch benachbarten Schläuche Folien schläuche sind, und daß die einem Folienschlauch benachbarten Schläuche Membran schläuche sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche in mehreren horizontal übereinander liegenden Lagen aufgewickelt werden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Schlauch enden in der untersten und der obersten horizontalen Lage angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche am Eintritt in die oder am Austritt aus der Vorrichtung zur Membran destillation einzeln abgeklemmt oder verschlossen werden können.

18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit interner Wärme rückgewinnung dadurch gekennzeichnet, daß das Stützgewebe der mikroporösen Membran dem Destillat zugewandt ist.

19. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die mikroporöse Membran und ihr Stützgewebe aus dem gleichen Material bestehen.